CN105566924A - 一种耐磨sebs热塑性弹性体材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨SEBS热塑性弹性体材料及其制备方法。该耐磨SEBS热塑性弹性体材料由以下重量份的原料制备而成：SEBS树脂：100份；白油：100～150份；聚丙烯：100～400份；填料：200～400份；润滑剂：1～3份；抗氧化助剂：0.2～1份；耐磨助剂：25～50份。其制备方法包括以下步骤：1）将SEBS树脂与白油混合均匀，静置；2）加入聚丙烯、填料、润滑剂、抗氧化助剂和耐磨助剂，混合均匀；3）将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。本发明的耐磨SEBS热塑性弹性体材料力学性能优异、耐摩擦性能优异、填料含量高、成本低、绿色环保。本发明的制备方法工艺简单、投资少、能耗低、效率高，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种耐磨SEBS热塑性弹性体材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐磨SEBS热塑性弹性体材料及其制备方法。
背景技术
热塑性弹性体TPE（ThermoplasticElastomer）既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性等优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点。TPE加工性能优异，无须硫化，可以循环使用，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。TPE既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，具有广阔的应用前景。然而，TPE的价格较高，成品率较低，在很大程度上限制了其应用，亟需改进。
SEBS热塑性弹性体是一种已工业化生产的TPE，全称苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，是由嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）选择性加氢制得。SEBS热塑性弹性体和SBS相比，具有更好的耐候性能、耐温性能、耐老化性能。SEBS热塑性弹性体可以直接通过挤出或者注塑成型，无需硫化，边角料可以重复使用，且无毒无味。目前，SEBS热塑性弹性体已经应用于涂料、密封条、汽车配件、玩具、工程塑料改性等多种领域。
专利CN01126902公开了一种耐磨热塑性弹性体材料组合物，以乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、乙烯醋酸乙烯酯为弹性体基材，以聚丙烯、聚乙烯为热塑性塑料基材，采用聚四氟乙烯微粉降低材料的摩擦系数来提高材料的耐磨性能。同时，添加以聚乙烯为载体的超高分子量聚二甲基硅氧烷来提高材料表面硬度及光洁度，进一步增大材料耐磨性能。虽说该热塑性弹性体的耐磨性能好，但其成本高昂，不利于工业大规模应用。
SEBS热塑性弹性体的价格整体偏高，还无法取代廉价的PVC材料。因此，在制备这类材料时，往往在满足力学性能及其它要求的前提下，通过添加低成本的填料来降低材料成本。然而，随着填料的加入，材料的硬度增加，材料的磨损量也会增加，耐磨性能降低。
本发明的目的在于开发一种高填充的耐磨SEBS热塑性弹性体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨SEBS热塑性弹性体材料及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种耐磨SEBS热塑性弹性体材料，由以下重量份的原料制备而成：
SEBS树脂：100份；
白油：100～150份；
聚丙烯：100～400份；
填料：200～400份；
润滑剂：1～3份；
抗氧化助剂：0.2～1份；
耐磨助剂：25～50份。
所述SEBS树脂为重均分子量1.5×105～2.5×105Da的星型SEBS树脂、线型SEBS树脂中的至少一种。
所述白油为环烷基白油、石腊基白油中的至少一种。
所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
所述填料为碳酸钙粉末、硫酸钡粉末、滑石粉、高岭土、云母粉、硅藻土、硅微粉、粉煤灰、珍珠岩、蛭石、石灰粉、凹凸棒石、累托石中的至少一种。
所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮粉、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、铝酸酯、钛酸酯和石蜡中的至少一种。
所述的抗氧化助剂为N，N'-双-[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基]己二胺、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的至少一种。
所述耐磨助剂为聚四氟乙烯粉末。
对应上述配方的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将SEBS树脂与白油混合均匀，静置；
2)加入聚丙烯、填料、润滑剂、抗氧化助剂和耐磨助剂，混合均匀；
3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。
步骤1）和步骤2）所述混合的时间为30～50分钟，步骤1）所述静置的时间为12～15小时。
本发明的有益效果是：本发明的耐磨SEBS热塑性弹性体材料力学性能优异、耐摩擦性能优异、填料含量高、成本低、绿色环保。本发明的制备方法具有工艺简单、投资少、能耗低、效率高等优点，具有显著的经济和社会效益。
附图说明
图1为耐磨SEBS热塑性弹性体材料的制备工艺流程图。
具体实施方式
一种耐磨SEBS热塑性弹性体材料，由以下重量份的原料制备而成：
SEBS树脂：100份；
白油：100～150份；
聚丙烯：100～400份；
填料：200～400份；
润滑剂：1～3份；
抗氧化助剂：0.2～1份；
耐磨助剂：25～50份。
优选的，所述SEBS树脂为重均分子量1.5×105～2.5×105Da的星型SEBS树脂、线型SEBS树脂中的至少一种。
优选的，所述白油为环烷基白油、石腊基白油中的至少一种。
优选的，所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
优选的，所述填料为碳酸钙粉末、硫酸钡粉末、滑石粉、高岭土、云母粉、硅藻土、硅微粉、粉煤灰、珍珠岩、蛭石、石灰粉、凹凸棒石、累托石中的至少一种。
优选的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮粉、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、铝酸酯、钛酸酯和石蜡中的至少一种。
优选的，所述的抗氧化助剂为N，N'-双-[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基]己二胺、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的至少一种。
优选的，所述耐磨助剂为聚四氟乙烯粉末。
对应上述配方或优选配方的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将SEBS树脂与白油混合均匀，静置；
2)加入聚丙烯、填料、润滑剂、抗氧化助剂和耐磨助剂，混合均匀；
3)将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。
优选的，步骤1）和步骤2）所述混合的时间为30～50分钟。
优选的，步骤1）所述静置的时间为12～15小时。
优选的，步骤3）所述造粒过程中，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为180～220℃。
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的解释和说明。
本发明的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的制备工艺流程图如图1所示。
实施例1：
1）将100质量份的线型SEBS树脂（重均分子量1.5×105Da）、140质量份的石腊基白油加入高速混料机，混合30分钟，再静置12小时；
2）加入120质量份的共聚聚丙烯、200质量份的滑石粉、1质量份的硬脂酸钙、1质量份的PE腊、0.1质量份的N，N'-双-[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基]己二胺、0.1质量份的三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯和25质量份的聚四氟乙烯粉末，混合50分钟；
3）将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。
步骤3）所述造粒过程中，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为180～220℃。
本实施例制备的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的性能测试数据如表1所示。
实施例2：
1）将100质量份的星型SEBS树脂（重均分子量1.5×105Da）、100质量份的石腊基白油加入高速混料机，混合40分钟，再静置15小时；
2）加入100质量份的共聚聚丙烯、300质量份的滑石粉、2质量份的硬脂酸钙、1质量份的N，N'-乙撑双硬脂酰胺、0.2质量份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.5质量份的三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯和35质量份的聚四氟乙烯粉末，混合40分钟；
3）将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。
步骤3）所述造粒过程中，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为180～220℃。
本实施例制备的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的性能测试数据如表1所示。
实施例3：
1）将100质量份的线型SEBS树脂（重均分子量2.0×105Da）、150质量份的环烷基白油加入高速混料机，混合50分钟，再静置15小时；
2）加入200质量份的均聚聚丙烯、300质量份的硫酸钡粉末、1质量份的硬脂酸锌、0.3质量份的β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、0.4质量份的三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯和40质量份的聚四氟乙烯粉末，混合30分钟；
3）将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。
步骤3）所述造粒过程中，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为180～220℃。
本实施例制备的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的性能测试数据如表1所示。
实施例4：
1）将100质量份的星型SEBS树脂（重均分子量2.5×105Da）、120质量份的环烷基白油加入高速混料机，混合30分钟，再静置13小时；
2）加入400质量份的均聚聚丙烯、400质量份的碳酸钙粉末、3质量份的硬脂酸锌、0.4质量份的N，N'-双-[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基]己二胺、0.2质量份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.4质量份的三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯和50质量份的聚四氟乙烯粉末，混合50分钟；
3）将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。
步骤3）所述造粒过程中，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为180～220℃。
本实施例制备的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的性能测试数据如表1所示。
对比例：
1）将100质量份的星型SEBS树脂（重均分子量2.5×105Da）、130质量份的石腊基白油加入高速混料机，混合40分钟，再静置12小时；
2）加入150质量份的均聚聚丙烯、250质量份的滑石粉、1质量份的硬脂酸钙、0.2质量份的四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.6质量份的三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯，混合40分钟；
3）将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到SEBS热塑性弹性体材料。
步骤3）所述造粒过程中，双螺杆挤出机一区温度为150～170℃，机头及其它各区温度为180～220℃。
本对比例制备的SEBS热塑性弹性体材料的性能测试数据如表1所示。
表1实施例1～4和对比例的SEBS热塑性弹性体材料的性能测试数据
注：**（Taber磨耗测试条件）：磨轮类型CS-10，砝码质量1000g，转数1000r，速度72rpm。
由表1可知：实施例1～4制备的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的拉伸强度、断裂伸长率、邵氏A硬度都和对比例制备的SEBS热塑性弹性体材料相当，但实施例1～4的材料的Taber磨耗量明显低于对比例。由此可见，通过在高填充的SEBS热塑性弹性体材料中加入聚四氟乙烯粉末，可以在保证材料力学性能不变的前提下，明显提高材料的耐磨性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：
SEBS树脂：100份；
白油：100～150份；
聚丙烯：100～400份；
填料：200～400份；
润滑剂：1～3份；
抗氧化助剂：0.2～1份；
耐磨助剂：25～50份。
2.根据权利要求1所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：所述SEBS树脂为重均分子量1.5×105～2.5×105Da的星型SEBS树脂、线型SEBS树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：所述白油为环烷基白油、石腊基白油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：所述填料为碳酸钙粉末、硫酸钡粉末、滑石粉、高岭土、云母粉、硅藻土、硅微粉、粉煤灰、珍珠岩、蛭石、石灰粉、凹凸棒石、累托石中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硅酮粉、N，N'-乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、铝酸酯、钛酸酯和石蜡中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：所述的抗氧化助剂为N，N'-双-[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酰基]己二胺、四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料，其特征在于：所述耐磨助剂为聚四氟乙烯粉末。
9.权利要求1～8中任意一项所述的耐磨SEBS热塑性弹性体材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将SEBS树脂与白油混合均匀，静置；
2）加入聚丙烯、填料、润滑剂、抗氧化助剂和耐磨助剂，混合均匀；
3）将混合好的物料加入双螺杆挤出机，挤出、造粒，得到耐磨SEBS热塑性弹性体材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤1）和步骤2）所述混合的时间为30～50分钟，步骤1）所述静置的时间为12～15小时。
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